Effizient bewegt

Bis 2050 soll die Weltbevölkerung auf rund zehn Milliarden anwachsen. Menschen und Wirtschaft mit den nötigen Gütern zu versorgen und Energie dabei möglichst optimal zu nutzen, sind zentrale Zukunftsherausforderungen. Um die erforderlichen Abläufe wirklich effizient zu gestalten, spielt die Logistik eine entscheidende Rolle.

Nur mit modernen Konzepten und verlässlichen Technologien wird es gelingen, die zunehmende Komplexität und das steigende Volumen in den Lieferketten nachfragegerecht und nachhaltig zu bewältigen. Dies gilt insbesondere für die Intralogistik, denn Elektromotoren – wie sie etwa in Förder- und Sortieranlagen eingesetzt werden – kommt eine wichtige Rolle zu. In der EU sind rund acht Milliarden Elektromotoren im Einsatz, die fast 50% des EU-weit erzeugten Stroms verbrauchen. Das mögliche Einsparvolumen in diesem Bereich ist also riesig: Durch neue Verordnungen zum Einsatz effizienterer Motoren sollen die jährlichen Einsparungen bis 2030 rund 110 Terrawattstunden betragen, was dem aktuellen Stromverbrauch der Niederlande entspricht. Damit sollen jährlich 40 Millionen Tonnen an CO2-Emissionen vermieden werden.

Angesichts schnell steigender Energiepreise ist die Senkung des Energieverbrauchs bei elektrischen Antriebssystemen in Unternehmen aber nicht nur aus ökologischen, sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen von entscheidender Bedeutung, um durch Kostensenkungen die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Dieser Herausforderung muss sich auch die Intralogistik stellen. Mit energieeffiziente Lösungen will Interroll dazu beitragen, diese Aufgabenstellung zu meistern.

Aufholbedarf im Mittelstand

Bei Großunternehmen mit energieintensiven Produktionsprozessen stehen Anstrengungen bezüglich des eigenen Energieverbrauchs in der Regel längst auf der Agenda. Doch welche Bedeutung hat der eigene Energieverbrauch für mittelständische Unternehmen in Europa? Wo wird Optimierungsbedarf gesehen? Und aus welchen Gründen wird in energieeffiziente Lösungen investiert? Um Antworten auf diese Fragen zu erhalten, hat Interroll die Umfrage ‚Energieeffizienz in der Logistik‘ bei 266 europäischen KMU durchgeführt. Befragt wurden Betriebe aus dem produzierenden Gewerbe sowie der Konsumgüter- und Lebensmittelindustrie. Danach sind fast neun von zehn Unternehmen (88%) stark oder sogar sehr stark für dieses Thema sensibilisiert. Die Bedeutung wächst mit der Größe des Unternehmens: Bei Unternehmen mit über 100Mio.? Jahresumsatz sind es 92%.

Doch in welchen Unternehmensbereichen wird im Mittelstand besonders viel Energie verbraucht? Wenig überraschend entfällt fast ein Drittel der Energierechnung (31%) auf die Produktion. Auf dem zweiten Platz liegen die IT-Systeme mit 17%. Danach folgen Gebäudetechnik und Materialfluss mit 15 bzw. 14%. Als wichtigste Verbrauchstreiber werden Produktionserweiterung (63%) und fortschreitende Automatisierung (62%) angegeben. Bei größeren Mittelständlern liegt die Automatisierung (81%) hier deutlich vorne. Mit 50% beim Einfluss der Automatisierung auf den künftigen Energieverbrauch bilden kleinere Unternehmen mit einem Jahresumsatz bis 50Mio.? das Schlusslicht. Die Umfrage zeigt, dass der Mittelstand nicht untätig geblieben ist, vorhandene Einsparpotenziale zu heben. Investiert wurde bisher vor allem in Produktion und IT-Systeme (je 49%) sowie in Wärme- und Klimatechnik (44%) sowie Gebäudeisolierung (42%). Am Ende der Skala stehen Logistik (41%) und der Materialfluss (38%).

Logistik rückt in den Fokus

Das Bild kehrt sich um, wenn es um Investitionsvorhaben für die nächsten fünf Jahre geht: Geplant werden dann Ausgaben insbesondere in Materialfluss und Logistik (je 50%). Nachholbedarf sehen hier Feldern vor allem KMU mit 50 bis 250 Mitarbeitern, bei denen die Werte bei 67 bzw. 62% liegen. Geht es um den Einsatz neuer Geräte beim Materialfluss, legen die Unternehmen besonderen Wert auf hohe Energieeffizienz (81%), Kostenersparnis im laufenden Betrieb (80%), ressourcenschonende Herstellung (74%) und einfache Bedienbarkeit (70%). Dabei spielen nicht nur neue Anlagen, sondern auch die Modernisierung eine wichtige Rolle. Für 70% ist die Integrierbarkeit neuer Geräte in bereits vorhandene Anlagen ausschlaggebend bzw. sehr wichtig. Nur für 45% der Unternehmen spielt dagegen der Verzicht auf Bedienpersonal eine sehr wichtige Rolle.

Die Erwartung an das zu realisierende Einsparpotenzial ist hoch: Fast die Hälfte der Befragten rechnet mit Einsparungen von über 20%. Rund ein Viertel wollen sogar mehr als 30% einsparen. Bei den Gründen für den Einsatz energieeffizienter Technologien stehen Umwelt- und Klimaschutz (44%) an erster Stelle. Daneben spielen finanzielle Einsparungen (33%) und mehr Produktivität (31%) eine wichtige Rolle.

Effiziente Technik

Ob Antriebe, Subsysteme oder intelligente Förderkonzepte: Auf Grundlage des modularen Angebots von Interroll können Systemintegratoren und Anlagenbauer individuelle Materialflusslösungen umsetzen, die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit verbinden. Das gilt auch bei für Retrofit-Projekte. Um von Effizienzvorteilen zu profitieren, müssen Unternehmen also nicht in einen kompletten Neuaufbau des Materialflusssystems investieren. Oft sind ohnehin Retrofit-Maßnahmen angeraten: Lagersysteme sind – je nach Einsatzbedingungen – nach sieben bis zehn Jahren technisch veraltet oder durch den täglichen Betrieb abgenutzt. Die Folge sind neben auftretenden Störungen und steigenden Betriebskosten vor allem ein unnötig hoher Energieverbrauch. Retrofits erzielen hier meist schnell Verbesserungen.

Während Umbaumaßnahmen muss oft nicht einmal der Betrieb stillstehen. Vorhandene Installationen können dann Schritt für Schritt mit moderneren technischen Bestandteilen ausgestattet werden. Ein Beispiel aus dem Bereich Fließlager: Der gezielte Austausch alter elektrischer Bremsen durch den Magnetic Speed Controller MSC, einen verschleißfreien Geschwindigkeitsregler von Interroll, senkt den Energieverbrauch beim Bremsen auf null. Die in eine Förderrolle integrierte magnetische Wirbelstrombremse begrenzt die Bewegung der Paletten zuverlässig auf 0,3m/s. Sie funktioniert ohne Stromversorgung, kann ohne Fachpersonal installiert werden und besitzt die gleiche Lebensdauer wie eine Standardförderrolle.

Trommelmotoren und Rollenantriebe

Ein weiteres Beispiel für hohe Energieeffizienz sind die kompakten Trommelmotoren von Interroll in asynchroner oder synchroner Bauart. Sie wurden speziell für den Einsatz in Bandförderern entworfen. Gegenüber Getriebemotoren mit Schneckengetriebe benötigen sie rund 40% weniger Energie. Besonders sparsam mit der zugeführten Energie gehen dabei Synchron-Trommelmotoren um: Sie erreichen einen Gesamtwirkungsgrad von rund 93%. Dadurch bleiben sie auch kühler als die weitverbreiteten Asynchronmotoren, da ein geringerer Anteil der zugeführten elektrischen Energie in Wärme umgewandelt wird. Das erhöht zugleich die Eignung für temperaturkritische Anwendungen, etwa in der Lebensmittelverarbeitung.

Nach der aktuellen EU-Verordnung müssen Motoren in Abhängigkeit von ihrer Nennausgangsleistung und anderen Eigenschaften das Effizienzniveau IE2, IE3 oder IE4 erreichen. Ab Juli 2023 ist etwa für Motoren mit einer Leistung zwischen 75 und 200kW das Effizienzniveau IE4 verpflichtend. Auch wenn Interrolls Trommelmotoren nicht in diese Leistungsklasse fallen, erfüllen sie doch bereits heute diese Anforderung.

Doch nicht allein die Antriebstechnik ist für möglichst hohe Effizienz entscheidend. Mindestens ebenso wichtig ist das gewählte Konzept für den Materialfluss. Eine zentrale Lösung mit 400V-Antrieben im Dauerbetrieb und Pneumatikeinsatz für die Zonensteuerung ist nicht die energieeffizienteste Lösung. Die kompakten 24- bzw. 48V-RollerDrive-Antriebe von Interroll bieten hier eine Energieeinsparung bis 50%. Denn die dezentralen Antriebe aktivieren nur die Zonen, in denen auch tatsächlich ein Fördergut zu bewegen ist. Die zugehörigen Netzteile müssen nicht im Schaltschrank untergebracht werden und ermöglichen so eine deutlich kürzere Verkabelung. Wird dann ein Kompressor, der für die Pneumatik-Lösung erforderlich ist, mit in die Kalkulation einbezogen, ist das dezentral angetriebene RollerDrive-Konzept hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten deutlich effizienter – auch wegen der wartungsarmen Konstruktion der einzelnen Antriebe.

Um für jede Anwendung die wirklich passende mechanische Ausgangsleistung einsetzen zu können, bietet Interroll die EC5000 RollerDrive in drei unterschiedlichen Varianten an. Die 20W-Version eignet sich, wenn es um die Leerbehälterbereitstellung oder leichte Fördergüter geht. Die Variante in 35W ist die Standardlösung für die meisten Anwendungen. Mit der besonders starken 50W-Variante, mit der Fördergüter bis 200kg bewegt und 400V-Motoren ersetzt werden können, wird das Portfolio bei Niederspannungsantrieben abgerundet.

Von den Effizienzvorteilen des dezentralen Antriebskonzeptes profitiert heute längst nicht allein die Behälterförderung. Mit der Einführung der Modular Pallet Conveyor Platform MPP stellt Interroll dieses Konzept über eine einheitliche Steuerungslösung für 400- und 48V-Antriebe auch in der Palettenförderung zur Verfügung.

Fließlager und Sorter

Im Bereich Lagersysteme kann bei den Fließlagerlösungen von Interroll sogar komplett auf eine Energiezufuhr für Antriebssysteme verzichtet werden. Hierzu wird der Effekt der schiefen Ebene genutzt. Die Paletten werden auf leicht geneigten Rollenbahnen abgestellt. So bewegen sie sich allein durch die Schwerkraft selbsttätig in die gewünschte Richtung. Im Gegensatz etwa zu Shuttle-Lösungen entfällt hier also die Stromrechnung. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei Palettenlagern mit mittleren bis hohen Umschlagsleistungen unterm Strich monatliche Kosteneinsparungen bis 28% pro Palettenstellplatz erreichen lassen.

Das Wesensmerkmal der Sorterlösungen von Interroll ist das mechanisches Grundprinzip. Anders als bei Wettbewerbsprodukten wurde die Anzahl der elektronischen Bauteile möglichst niedrig gehalten: Es gibt wenig Elektronik, keine komplexen Steuerungssysteme und somit auch keinen Bedarf an hoher Expertise für die Montage, Wartung oder Rekonfiguration der Anlagen. Außerdem kann im Vergleich zu elektrischen Sortiersystemen, die mit traditionellen Linearmotoren betrieben werden, bis zur Hälfte der Energie eingespart werden. Der Hauptgrund: Bei den Interroll-Sortern wird die Antriebsbewegung fürs Ausschleusen der Güter praktisch ohne Reibungsverluste mechanisch in eine Querbewegung umgesetzt. n Whitepaper: Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz

Mit dem Themenpapier ‚Energieeffizienz verbindet Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz‘ will Interroll wichtige Trends der kommenden Jahre aufzeigen und demonstrieren, wie es für Unternehmen möglich ist, mit energieeffizienten Materialflusslösungen ganz konkret zu einer positiven und produktiven Zukunft beizutragen. Über den nebenstehenden QR-Code geht es direkt zum Whitepaper.